Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 22
1.1. Системный подход к изучению патологических синдромов 22
1.2. Анатомические и нейрохимические основы депрессивных расстройств 26
1.3. Анатомические и нейрохимические основы тревожных расстройств 33
1.4. Анатомические и нейрохимические основы невропатической боли 1.4.1. Боль и коморбидные психические расстройства 39
1.4.2. Боль и депрессия 39
1.4.3. Боль и тревога 40
1.4.4. Анатомический субстрат коморбидности боли и аффективных нарушений 42
1.5. Электрофизиологические корреляты боли и депрессии 44
1.5.1. Электрическая активность мозга при депрессивных расстройствах и хронической боли: регуляция на уровне структур мозга 45
1.5.2. Нарушения сна при депрессивных состояниях и болевых синдромах 50
1.6. Нейрохимические механизмы коморбидности депрессии, тревоги и агрессии 53
1.6.1. Роль моноаминергических систем 53
1.6.2. Роль нейропептидов в патогенезе депрессии, тревоги и агрессии 55
1.7. Участие пролинспецифических пептидаз в патогенезе эмоционально мотивационных расстройств 58
1.7.1. Дипептидилпептидаза IV 58
1.7.1.1. Структура и общие свойства 58
1.7.1.2. Субстраты ДП-IV 60
1.7.1.3. Роль ДП-IV в патогенезе эмоционально-мотивационных нарушений 62
1.7.2. Пролилэндопептидаза 68
1.7.2.1. Структура и локализация в мозге 68
1.7.2.2. Субстраты ПЭП 70
1.7.2.3. Физиологические функции ПЭП 71
1.7.2.4. Механизмы влияния ПЭП на эмоционально-мотивационные функции 72
1.8. Роль эндокринной системы в патогенезе депрессии, тревоги и агрессии 74
1.9. Факторы, влияющие на развитие эмоционально-мотивационных нарушений 77
1.9.1. Влияние негативных факторов в раннем периоде постнатального онтогенеза на
развитие тревожно- и депрессивно-подобных состояний и на проявления агрессии
1.9.2. Генетическая предрасположенность к развитию эмоционально-мотивационных нарушений 80
Глава 2. Материалы и методы исследования 82
2.1. Препараты и вещества, использованные в работе 82
2.2. Методы оценки поведения животных 84
2.2.1. Оценка тревожно-фобического уровня у крыс 84
2.2.1.1. Приподнятый крестообразный лабиринт (ПКЛ) 84
2.2.1.2. Комплексный многопараметровый метод оценки тревожно-фобических состояний у крыс 86
2.2.2. Оценка двигательной и исследовательской активности животных 87
2.2.2.1. Автоматизированный тест «открытое поле» 87
2.2.2.2. Тест «открытое поле» с визуальной оценкой двигательной и исследовательской активности в стрессогенной обстановке 87
2.2.3. Оценка депрессивно-подобного поведения крыс 88
2.2.3.1. Тест альтернативного выбора «сахароза – вода» 88
2.2.3.2. Тест принудительного (форсированного) плавания Порсолта 89
2.2.3.3. Изменение массы тела крыс 90
2.2.3.4. Метод интегральной оценки выраженности депрессии поведения у крыс 90
2.2.3.5. Оценка состояния стресс-компетентных органов у крыс 91
2.2.4. Оценка болевой симптоматики 91
2.2.4.1. Выраженность неврогенного болевого синдрома у крыс 91
2.2.4.2. Уровень болевой чувствительности в тесте «Горячая пластина» 2.2.5. Оценка агрессивности в тесте социального взаимодействия 92
2.2.6. Оценка эффективности обучения и сохранения выработанного навыка (условного рефлекса активного избегания) у крыс 93
2.3. Электрофизиологические методы 94
2.3.1. Регистрация и анализ электрической активности структур мозга 94
2.3.2. Определение характеристик REM-сна 96
2.4. Биохимические методы 97
2.4.1. Подготовка проб для биохимических исследований 97
2.4.2. Определение активности пролинспецифических пептидаз флуорометрическим методом 97
2.4.3. Определение концентрации белка 98
2.4.4. Определение содержания моноаминов и их метаболитов в структурах мозга крыс 98 2.4.5. Определение уровня кортикостерона в сыворотке крови крыс 100
2.4.6. Определение экспрессии генов методом ПЦР в реальном времени 100
2.5. Статистическая обработка результатов 103
Результаты и обсуждение 104
Глава 3. Экспериментальный депрессивно-болевой синдром у крыс с исходно различным тревожно-фобическим уровнем: исследование особенностей поведения 104
3.1. Особенности развития неврогенного болевого синдрома у крыс с исходно-различным тревожно-фобическим уровнем 105
3.2. Модель «Депрессия+Боль»: особенности развития неврогенного болевого синдрома у крыс на фоне выраженного МФТП-индуцированного депрессивно-подобного состояния
3.2.1. Проявления депрессивно-подобного состояния 107
3.2.2. Проявление болевого синдрома 109
3.2.3. Изменения тревожно-фобического уровня 113
3.3. Модель «ДепрессияБоль»: особенности развития МФТП-индуцированного депрессивно-подобного состояния у крыс с предварительной перерезкой седалищного нерва 115
3.3.1. Проявления депрессивно-подобного состояния 115
3.3.2. Проявления болевого синдрома 116
3.3.3. Изменения тревожно-фобического уровня 119
3.4. Модель «Боль+Депрессия»: особенности формирования МФТП-индуцированого депрессивного синдрома у крыс на фоне развившегося неврогенного болевого синдрома 120
3.4.1. Проявления болевого синдрома 121
3.4.2. Проявления депрессивно-подобного состояния 122
3.4.3. Изменение тревожно-фобического уровня 127
3.5. Обсуждение результатов 127
ГЛАВА 4. Нейропатофизиологические механизмы экспериментального депрессивного, болевого и депрессивно-болевого синдромов: электрофизиологическое исследование 136
4.1. Нейропатофизилогические механизмы развития дофамин-дефицитзависимого
МФТП-ндуцированного депрессивного синдрома у крыс 136
4.1.1. Изменение структуры дневного сна в ходе формирования МФТП-индуцированного депрессивного синдрома 138
4.1.2. Спектральные характеристики электрической активности мозга крыс в ходе формирования экспериментального МФТП-индуцированого депрессивного синдрома 143
4.2. Нейропатофизиологические механизмы развития неврогенного болевого
синдрома, вызванного перерезкой седалищного нерва у крыс 154
4.2.1. Физиологические проявления формирования неврогенного болевого синдрома у крыс после перерезки седалищного нерва 155
4.2.2. Изменение структуры дневного сна у крыс в ходе формирования неврогенного болевого синдрома после перерезки седалищного нерва 158
4.2.3. Спектральные характеристики электрической активности структур мозга крыс в ходе формирования неврогенного болевого синдрома после перерезки седалищного нерва 162
4.3. Нейропатофизиологические механизмы развития депрессивно-болевого синдрома 173
4.3.1. Электрофизиологические исследования формирования неврогенного болевого синдрома на фоне выраженного МФТП-индуцированного дофаминд дефицитзависимого депрессивного синдрома (схема «Депрессия+Боль») 173
4.3.1.1. Симптомы развития боли и депрессии у крыс 174
4.3.1.2. Изменение структуры дневного сна при формировании НБС на фоне развившегося депрессивно-подобного состояния 175
4.3.1.3. Динамика спектральных показателей электрической активности структур мозга при формировании неврогенного болевого синдрома на фоне развившегося депрессивного синдрома 178
4.3.2. Электрофизиологические исследования развития ДА-дефицитзависимого депрессивного синдрома на фоне развивающегося неврогенного болевого синдрома (схема «БольДепрессия») 188
4.3.2.1. Симптомы развития боли и депрессии у крыс 188
4.3.2.2. Изменение структуры дневного сна при формировании МФТП-индуцированного депрессивного синдрома на фоне развивающегося неврогенного болевого синдрома 190
4.3.2.3. Динамика спектральных показателей ЭА структур мозга при моделировании депрессивного синдрома на фоне развивающегося неврогенного болевого синдрома 194
4.3.3. Электрофизиологические исследования развития ДА-дефицитзависимого депрессивного синдрома на фоне развившегося неврогенного болевого синдрома (схема «Боль+Депрессия») 198
4.4. Обсуждение результатов 199
ГЛАВА 5. Нейрохимические механизмы патогенеза эмоционально-мотивационных нарушений у крыс 223
5.1. Участие пролинспецифических пептидаз в патогенезе экспериментального ДА дефицитзависимого депрессивного синдрома 225
5.1.1. Активнoсть прoлинспецифических пептидаз ПЭП и ДП-IV в структурах мoзга крыс в динамике экспериментальнoгo МФТП-индуцированного депрессивного синдрома 226
5.1.2. Влияние ингибиторов пролилэндопептидазы на течение экспериментального МФТП-индуцированного депрессивного синдрома 228
5.1.3. Влияниe ингибитора пролилэндопeптидазы Z-Met-Prd-N на развитиe экспeримeнтального МФТП-индуцированного дeпрeссивного синдрома и активность пролинспeцифичeских пeптидаз в структурах мозга 236
5.2. Участиe пролинспeцифичeских пeптидаз в формировании «повeдeнчeского
отчаяния» в стрессогенных условиях принудитeльного плавания 241
5.2.1. Влияниe ингибитора пролилэндопeптидазы Z-Met-Prd-N на формированиe стрeсс-индуцированного дeпрeссивно-подобного состояния у крыс 243
5.2.2. Активность пролинспeцифичeских пeптидаз в структурах мозга крыс со стрeсс-индуцированным дeпрeссивно-подобным состояниeм 244
5.3. Обсуждeниe рeзультатов 246
ГЛАВА 6. Эффeкты модуляции активности дипeптидилпeптидазы-iv с помощью ингибиторов фeрмeнта с различным мeханизмом дeйствия в условиях их ввeдeния крысам в нeонатальном пeриодe 249
6.1. Особeнности повeдeния крыс разного возраста, подвeргнутых в нeонатальном
пeриодe дeйствию ингибитора дипeптидилпeптидазы-IV мeтионил-2(S) цианопирролидина 249 6.1.1. Трeвожно-фобичeский уровeнь у крыс подросткового и взрослого возраста 250
6.1.2. Ориeнтировочно-исслeдоватeльская дeятeльность крыс в тeстe «открытоe полe» 254
6.1.3. Признаки дeпрeссивности в повeдeнии крыс подросткового и взрослого возраста в тeстe принудитeльного плавания 254
6.1.4. Проявлeния агрeссии в тeстe зоосоциального взаимодeйствия 261
6.2. Активность пролинспeцифичeских пeптидаз в структурах мозга крыс послe
нeонатального дeйствия ингибитора ДП-IV 262
6.2.1. Измeнeниe активности пeптидаз при развитии трeвожно-дeпрeссивного состояния в онтогeнeзe 262
6.2.2. Влияниe имипрамина и ингибиторов ПЭП бeнзилоксикарбонил-мeтионил-2(S)-цианопирролидина на активность пeптидаз в мозгe крыс с трeвожно-дeпрeссивным состояниeм 264
6.3. Cодeржаниe моноаминов и их мeтаболитов в структурах мозга крыс 264
6.3.1. Измeнeниe содeржания моноаминов и их мeтаболитов в структурах мозга крыс с трeвожно-дeпрeссивным состоянием в онтогeнeзe 264
6.3.2. Влияниe имипрамина и ингибитора пролилэндопeптидазы бeнзилоксикарбонил-мeтионил-2(S)-цианопирролидина на уровeнь моноаминов и их мeтаболитов в мозгe крыс с экспeримeнтальным трeвожно-дeпрeссивным состояниeм 269
6.4. Влияниe ингибиторов дипeптидилпeптидазы-IV дипротина А и ситаглиптина, вводимых в нeонатальном пeриодe, на повeдeниe и биохимичeскиe характeристики крыс в онтогeнeзe 272
6.4.1. Эмоционально-мотивационноe повeдeниe крыс послe нeонатального дeйствия конкурeнтных ингибиторов ДП-IV дипротина А и ситаглиптина 273
6.4.1.1. Трeвожно-фобичeский уровeнь у крыс подросткового и взрослого возраста 274
6.4.1.2. Признаки дeпрeссивности в повeдeнии крыс с нeонатальным ввeдeниeм дипротина А и ситаглиптина 277
6.4.1.3. Эффeкты нeонатального дeйствия дипротина А и ситаглиптина на зоосоциальноe взаимодeйствиe крыс в онтогeнeзe 280
6.5. Нeйрофармакологичeский анализ соотвeтствия модeлeй эмоционально мотивационных нарушeний, вызванных нeонатальным дeйствиeм дипротина А и ситаглиптина, прогностичeскому критeрию валидности 282
6.5.1. Модeль смeшанного трeвожно-дeпрeссивного состояния, вызванного нeонатальным дeйствиeм дипротина А: влияниe имипрамина 282
6.5.2. Модeль смeшанного трeвожно-дeпрeссивного состояния, вызванного нeонатальным дeйствиeм ситаглиптина: влияниe диазeпама
6.6. Уровeнь моноаминов и их мeтаболитов в структурах мозга взрослых крыс с эмоционально-мотивационными нарушeниями, вызванными дeйствиeм дипротина А и ситаглиптина в нeонатальном пeриодe 287
6.7. Экспрeссия гeнов, связанных с развитиeм трeвожно-дeпрeссивного состояния у крыс 288
6.8. Обсуждeниe рeзультатов 292
ГЛАВА 7. Участиe гга-оси в формировании эмоционально мотивационных нарушeний . 319
7.1. Масса стрeсс-компeтeнтных органов при модeлировании аффeктивных нарушeний 321
7.2. Уровeнь кортикостeрона у крыс с экспeримeнтальными эмоционально-мотивационными расстройствами 323
7.3. Обсуждeниe рeзультатов 326
Выводы 342
Список литeратуры 346
- Анатомические и нейрохимические основы тревожных расстройств
- Приподнятый крестообразный лабиринт (ПКЛ)
- Модель «ДепрессияБоль»: особенности развития МФТП-индуцированного депрессивно-подобного состояния у крыс с предварительной перерезкой седалищного нерва
- Модeль смeшанного трeвожно-дeпрeссивного состояния, вызванного нeонатальным дeйствиeм ситаглиптина: влияниe диазeпама
Введение к работе
Актуальность исследования. По оценкам эпидемиологов в современном мире неуклонно возрастает распространенность психических и неврологических заболеваний, среди которых значительная доля принадлежит расстройствам эмоциональной и мотивационной деятельности (Wittchen et al., 2010). К нарушениям эмоционально-мотивационной сферы можно отнести депрессивные и тревожные расстройства, повышенную агрессивность, а также хронические болевые синдромы (Данилов, 2011). Каждое из этих патологических состояний представляет самостоятельную проблему (Шабалов, Исагулян, 2008; Kessler et al., 2005; Murray et al., 2012; Ferrari et al., 2013). Коморбидность боли, тревоги и депрессии подтверждена многими исследованиями (Bair et al., 2003; Gureje, 2008; Maletic, Raison, 2009; Coplan et al., 2015; Kessler et al., 2005; Nicolson et al., 2009; Morales-Espinoza et al., 2015; Bandelow, 2015; Liu, Chen, 2014; Yalcin et al., 2014а, б). Больные с сочетанными патологическими состояниями характеризуются более тяжелыми клиническими проявлениями и психосоциальными нарушениями, худшим прогнозом по сравнению с пациентами, страдающими только одним заболеванием, устойчивостью к терапии общепринятыми лекарственными средствами и высокой вероятностью рецидивов (Мосолов, 2005; Wittchen et al., 2011). Большие затраты на лечение расстройств смешанного типа, длительная нетрудоспособность пациентов, а также высокий процент попыток суицида при осложненных формах заболеваний подчеркивают социально-экономическую значимость проблемы. Клинико-эпидемиологические данные ставят изучение патогенетических механизмов коморбидных нарушений, а также поиск новых подходов к их патогенетической терапии в ряд приоритетных медико-биологических проблем (Liu et al., 2015; Moffit, 2010).
Коморбидность эмоционально-мотивационных расстройств может быть
обусловлена рядом причин: 1) одно из расстройств создает условия для
возникновения других; 2) первое является этапом развития последующих; 3) все
состояния представляют собой результат единого патологического процесса, а
различия обусловлены влиянием внешних факторов; 4) все процессы имеют общие
механизмы патогенеза (Смулевич, 1997). Идея общности патофизиологических
механизмов различных расстройств центральной нервной системы (ЦНС)
принадлежит академику Г.Н. Крыжановскому (1980 - 2011). Согласно его теории
патологических интеграций в ЦНС как универсального патобиологического
механизма нервно-психических расстройств, под действием патогенных факторов в
какой-либо из структур ЦНС возникает гиперактивный пул нейронов, вследствие чего
структура начинает играть роль системообразующего фактора – патологической
детерминанты, которая индуцирует формирование в ЦНС новой патодинамической
интеграции нейронов первично и/или вторично изменённых образований ЦНС –
патологической системы. Функционирование этой системы определяет течение
заболевания и его симптоматику. Можно полагать, что для коморбидных состояний
существуют общие звенья и определенные закономерности вовлечения в развитие
заболевания структур мозга, выявление которых необходимо для понимания
патогенеза различных форм эмоционально-мотивационных расстройств. Для
проверки высказанных предположений необходимо экспериментальное
моделирование нервно-психических расстройств с целью изучения механизмов формирования и функционирования патодинамических нейронных интеграций, лежащих в основе этих нарушений.
Развитие сочетанных нервно-психических и эмоционально-мотивационных нарушений может быть связано с образованием качественно новых патологических нейронных интеграций, работа которых будет определяться специфическими нейропатофизиологическими и нейрохимическими процессами. Изучение этих процессов открывает перспективы для понимания организации и функционирования патодинамических интеграций в ЦНС. В существующей литературе широко представлены исследования по нейрофизиологии отдельных неврологических и психопатологических синдромов (Burke et al., 2010; Anand, Charney, 2000; Hamon, Blier, 2013), но практически отсутствуют данные об электрофизиологических исследованиях коморбидных нервно-психических состояний из-за недостатка моделей таких сочетанных нарушений.
В патогенез эмоционально-мотивационных расстройств вовлечены гипоталамо-гипофизарно-адреналовая система, системы нейротрофинов и цитокинов, а также пептидергические системы ЦНС (Ашмарин, 1994; Гомазков, 1999, 2004, 2006, 2015; Catena-Dell’Osso et al., 2013; Bourgault et al., 2009; Debiec, 2005; Keane et al., 2011; Kormos, Gaszner, 2013; Reglodi et al., 2006; Seiglie et al., 2015; De Wied, Sigling, 2002; et al., 2007; Karl et al., 2003а, б, в; Hroudov, 2010; Hasler, 2010). В последнее десятилетие растет число работ, посвященных изучению роли нейропептидов как универсальных нейрорегуляторов (Hang et al., 2015; Hoyer, Bartfai, 2012; Tasan et al., 2016; Waite et al., 2015). Участие собственно нейропептидов в развитии расстройств эмоциональной сферы освещено в литературе достаточно полно (Bedard et al., 2007; Bourgault, 2009; Christiansen, 2014; Coccaro et al., 2012a, б; Debiec, 2005; Heilig, 2004а, б; Katsouni, 2009; Tanaka, 2010), однако таким аспектам, как регуляция содержания и физиологической активности этих пептидов в организме, уделено гораздо меньше внимания. Уровень активных регуляторных пептидов в мозге определяется эффективностью их процессинга и скоростью деградации. В обоих процессах участвуют, в числе прочих, протеолитические ферменты – пептидазы (Frerker et al., 2007; Lambeir et al., 2001; Mentlein, 1999; Nausch et al., 1990; Vanhoof et al., 1995; Yaron et al., 1993). В последнее десятилетие увеличивается количество данных, свидетельствующих о вовлеченности пролинспецифических сериновых протеаз, в том числе пролилэндопептидазы (ПЭП, EC 3.4.21.26) и дипептидилпептидазы-IV (ДП-IV, EC 3.4.14.5), в патогенез ряда заболеваний нервной системы (Garca-Hornsman et al., 2007; Gault et al., 2015). Из клинических наблюдений следует, что изменение активности ПЭП и ДП-IV в сыворотке и плазме крови у больных с аффективными расстройствами связано с состоянием депрессии и тревоги, однако данные о направленности изменения активности этих ферментов противоречивы (Maes et al., 1991-2004; Min et al., 2010). В экспериментах на мутантных и нокаутных по гену ДП-IV грызунах с дефицитом активности фермента выявлено снижение стресс-реактивности (Karl et al., 2003а, в) и депрессивно-подобного поведения в стрессогенных условиях (El Yacoubi et al., 2006). У мышей, нокаутных по гену prep, кодирующему ПЭП, отсутствие пептидазы приводит к снижению тревожности и появлению гиперактивности на фоне пластических перестроек в структурах мозга и уменьшения объемов коры, что влияет на развитие ЦНС и поведение (Hfling et al., 2016). Ингибиторы ПЭП в тесте принудительного плавания проявляли свойства антидепрессантов (Золотов и соавт., 1992), а комбинация ингибитора ДП-IV и его субстрата нейропептида Y запатентована как средство для лечения стресса, тревоги и депрессии (Фон Херстен и соавт., 2001). Приведенные данные позволяют предположить, что дизрегуляция в системе пролинспецифических пептидаз может быть одним из механизмов развития
коморбидных эмоционально-мотивационных расстройств. Представляло интерес проверить не только участие пролинспецифических пептидаз в развитии аффективных нарушений на известных моделях таких расстройств, но и оценить их возможную роль как системообразующего фактора в формировании патологических интеграций в ЦНС, проявляющихся развитием эмоционально-мотивационных расстройств.
Цель исследования: изучить нейрофизиологические, нейрохимические и молекулярные механизмы формирования патологических интеграций в ЦНС, закономерности их функционирования в условиях моделирования сочетанных состояний депрессии и боли, а также смешанных эмоционально-мотивационных нарушений.
Задачи исследования:
-
Разработать новые экспериментальные модели сочетанного состояния боли и депрессии при различной последовательности индукции неврогенного болевого синдрома и МФТП-индуцированного депрессивного синдрома у крыс: феноменологический анализ взаимовлияния депрессивного и болевого синдромов; зависимость от исходного уровня тревожности.
-
Изучить и провести сравнительный анализ нейропатофизиологических механизмов развития экспериментального МФТП-индуцированного депрессивного синдрома, неврогенного болевого синдрома (НБС) и сочетанных депрессивно-болевых синдромов у крыс по динамике электрической активности (ЭА) в структурах мозга, опосредующих реализацию эмоционально-мотивационной деятельности и характеристикам цикла сон-бодрствование.
-
Изучить нейрохимические механизмы развития депрессивно-подобных состояний у крыс на моделях МФТП-индуцированного депрессивного синдрома и стресс-индуцированного «поведенческого отчаяния»: активность пролинспецифических пептидаз – ПЭП и ДП-IV – в структурах мозга крыс; влияние ингибиторов ПЭП с различным механизмом действия на развитие и течение синдромов.
-
Изучить эффекты модуляции активности ДП-IV с помощью ингибиторов фермента с различным механизмом действия, в условиях их введения крысам в неонатальном периоде: оценка эмоционально-мотивационного поведения (уровень тревожности, депрессивности, агрессивности; нейрофармакологический анализ нарушений поведения) и нейрохимических механизмов (активность ПЭП, ДП-IV; содержание медиаторов-моноаминов и их метаболитов в структурах мозга).
-
Оценить экспрессию генов пролинспецифических пептидаз – ПЭП и ДП-IV, а также белков, связанных с функционированием моноаминергических нейромедиаторных систем – моноаминоксидазы А (МАО А), моноаминоксидазы B (МАО В) и транспортера серотонина (СерТ) в структурах мозга взрослых крыс, подвергнутых неонатальному действию ингибиторов ДП-IV.
-
Изучить вовлеченность гипоталамо-гипофизарно-адреналовой оси в механизмы развития экспериментальных эмоционально-мотивационных расстройств по уровню кортикостерона в сыворотке крови крыс.
-
Провести сравнительный анализ электрофизиологических, нейрохимических и молекулярных механизмов развития депрессивно-болевых и тревожно-депрессивных синдромов с позиций теории патологических интеграций в ЦНС.
Научная новизна. На основе анализа перестроек спектральных показателей ЭА впервые выявлено, что в формирование МФТП-индуцированного депрессивного синдрома вовлечены области мозга, являющиеся терминальными полями центральных дофаминергических систем – нигростриатной, нигроамигдалярной, мезокортикальной и мезолимбической.
Показано, что в ходе развития НБС структуры лимбической системы и базальные ганглии вовлекаются в патологический процесс до появления клинически выраженных признаков боли: накануне манифестации болевой симптоматики сохраняется нарастание мощности -ритма в гиппокампе (ГПК), тогда как в других структурах мощность этого частотного диапазона не изменяется по сравнению со значениями показателя на начальном этапе развития синдрома.
Разработаны новые модели депрессивно-болевых синдромов, описана их феноменология и электрофизиологические корреляты, проанализирована зависимость течения процесса от исходного уровня тревожности. Впервые показано, что тяжесть возникающих поведенческих изменений у крыс определяется последовательностью патогенных воздействий и степенью развития первичного нейропатологического синдрома, на фоне которого развивается вторично индуцированный синдром. Развитие нейрогенного болевого синдрома на фоне выраженной депрессии поведения приводит к пролонгированию депрессивно-подобного состояния у животных, при этом тяжесть болевой симптоматики усиливается. Развитие МФТП-индуцированного депрессивного синдрома на фоне сформировавшегося нейрогенного болевого синдрома у крыс сопровождается усилением тяжести депрессивной симптоматики, однако в этих условиях тяжесть болевой симптоматики не изменяется. Более тяжелое течение сочетанных состояний боли и депрессии наблюдали у животных с исходно низким тревожно-фобическим уровнем. Развитие сочетанных состояний хронической боли и депрессии поведения у крыс сопровождается формированием специфического для каждого из синдромов паттерна электрической активности в структурах мозга, что свидетельствует о возникновении качественно новых патологических интеграций в ЦНС.
Несмотря на различие паттернов электрической активности в ЦНС в ходе развития экспериментального дофамин-дефицитзависимого депрессивного синдрома, НБС и депрессивно-болевых синдромов, выявлена структурная общность патологических интеграций, лежащих в основе этих синдромов, которая проявляется обязательным вовлечением фронтальной коры, лимбических структур мозга и стриатума.
Получены новые данные об участии пролинспецифических пептидаз в
патогенезе эмоционально-мотивационных нарушений: каталитическая активность
ферментов повышается в структурах мозга, которые, по результатам
электрофизиологических исследований, входят в патологическую нейронную интеграцию, обусловливающую развитие депрессивно-подобного поведения разной этиологии. Ингибиторы ПЭП оказывают антидепрессивное, анксиолитическое и антистрессорное действие.
Разработаны новые модели смешанного тревожно-депрессивного состояния со стресс-провоцируемой агрессией у крыс, вызванного неонатальным действием ингибиторов фермента ДП-IV метионил-2(S)-цианопирролидина, дипротина А и ситаглиптина. В нейрофармакологических исследованиях получены свидетельства соответствия моделей прогностическому критерию валидности. На разных этапах развития тревожно-депрессивного состояния у крыс, вызванного введением
ингибиторов ДП-IV в неонатальном периоде, в структурах мозга, опосредующих эмоционально-мотивационное поведение, выявлены специфические для каждой модели изменения в состоянии моноаминергических систем мозга. Однако во всех случаях отмечена дисфункция моноаминергических систем в стриатуме, в том числе, в латентные периоды развития патологического состояния, когда отсутствовали поведенческие симптомы эмоционально-мотивационных расстройств.
На моделях эмоционально-мотивационных расстройств, вызванных
ингибиторами ДП-IV, получены оригинальные данные о том, что в патогенез таких состояний вовлечены не только гены, кодирующие в ЦНС белки, принимающие участие в метаболизме моноаминов, но и гены пролинспецифических пептидаз ПЭП и ДП-IV. Показано, что модуляция активности ДП-IV в неонатальном периоде может служить триггером в развитии смешанных тревожно-депрессивных состояний, отягощенных повышенной агрессивностью, что подтверждает ее потенциальную роль как системообразующего фактора в образовании патологических интеграций в ЦНС.
Теоретическая и практическая значимость. Полученные в диссертационном
исследовании данные вносят существенный вклад в понимание
нейропатофизиологических механизмов развития депрессивно-подобных состояний, хронической боли и депрессивно-болевых синдромов, что, с одной стороны, развивает представления о функционировании патологических интеграций в ЦНС, а, с другой стороны, открывает возможности для прогнозирования тяжести течения сочетанных состояний депрессии и боли.
Результаты исследования углубляют представления о патогенезе тревожно-
аффективных расстройств, подчеркивая важную роль дизрегуляции активности
пролинспецифических пептидаз – ДП-IV и ПЭП – в структурах мозга как нового
звена патогенеза расстройств эмоционально-мотивационной сферы, и открывают
новые перспективы для коррекции тревожно-депрессивных состояний с
использованием ингибиторов ПЭП.
Полученные нейрохимические данные и результаты молекулярных
исследований дают основание полагать, что устойчивость патологической системы и тяжесть клинических проявлений нервно-психических расстройств связаны с увеличением числа структур ЦНС, входящих в состав патологической системы, лежащей в основе развития нейропатологического синдрома, и степенью их вовлечения в патологический процесс.
Разработанные в исследовании модели сочетанного состояния боли и
депрессии, а также смешанного тревожно-депрессивного состояния с повышенной
агрессивностью могут быть эффективно использованы для дальнейшего изучения
базовых механизмов развития коморбидных расстройств эмоционально-
мотивационной сферы в целях определения прогностических критериев течения заболевания и выработки стратегии терапевтического воздействия. Эти модели также могут применяться для скрининга новых фармакологических соединений с антидепрессантными и анксиолитическими свойствами.
Основные положения, выносимые на защиту
1. Тяжесть возникающих поведенческих изменений при моделировании сочетанного состояния депрессии и боли у крыс определяется последовательностью патогенных воздействий, а прогноз ранних стадий течения депрессивно-болевых синдромов определяется степенью развития первичного нейропатологического синдрома, на фоне которого развивается вторично индуцированный синдром.
Исходно низкий тревожно-фобический уровень определяет более тяжелое течение неврогенного болевого синдрома и сочетанных состояний депрессии и боли и сопровождается стойким повышением уровня тревожности у крыс.
-
Специфика изменений электрической активности во фронтальной коре, стриатуме и лимбических структурах мозга крыс, выявленная на моделях неврогенного болевого синдрома, дофамин-дефицитзависимого депрессивного синдрома и сочетанных состояний депрессии и боли, свидетельствуют о формировании качественно новых патологических нейронных интеграций (патологических систем) в ЦНС.
-
Пролинспецифические пептидазы – дипептидилпептидаза-IV и пролилэндопептидаза – в ЦНС участвуют в патогенезе эмоционально-мотивационных расстройств, о чем свидетельствует:
повышение активности этих пептидаз в структурах мозга крыс, выявленное на моделях дофамин-дефицитзависимого и стресс-индуцированного депрессивного состояния, а также смешанного тревожно-депрессивного состояния, индуцированного неонатальным действием ингибитора ДП-IV метионил-2(S)-цианопирролидина;
эффективность антидепрессантов, включая ингибиторы ПЭП, в нормализации депрессивно-подобного поведения животных и активности пептидаз;
индукция эмоционально-мотивационных нарушений у крыс путем модуляции активности дипептидилпептидазы-IV на второй-третьей неделях постнатального онтогенеза с использованием ингибиторов фермента с различным механизмом действия;
увеличение экспрессии генов, кодирующих пролилэндопептидазу и дипептидилпептидазу-IV в структурах стриатума на моделях смешанных тревожно-депрессивных состояний, вызванных действием ингибиторов ДП-IV дипротина А и ситаглиптина IV на второй-третьей неделях постнатального онтогенеза;
4. По данным нейрофизиологических, нейрохимических и молекулярных
исследований изменения в стриатуме являются общим звеном в цепи
дизрегуляционных процессов на моделях дофамин-дефицитзависимого и стресс-
индуцированного депрессивного состояния, неврогенного болевого синдрома,
депрессивно-болевых и смешанных тревожно-депрессивных состояний.
Апробация работы. Материалы диссертации представлены на: Российской научно-практической конференции с международным участием "Клинические и теоретические аспекты боли" (Москва, 15-16 мая 2001; Нижний Новгород, 28-30 мая 2003; Самара, 28-30 июня 2005); 10-м Всемирном конгрессе по боли (10th World Congress on Pain, San Diego, August 17-22, 2002); Сибирской Межрегиональной научно-практической конференции "Боль и паллиативная помощь" (Новосибирск, 10-12 сентября 2002); XXIV Всемирном Конгрессе по психофармакологии (XXIV CINP Congress, Paris, June 20-24, 2004); III Российском Конгрессе по патофизиологии с международным участием «Дизрегуляционная патология органов и систем (экспериментальная и клиническая патофизиология)» (Москва, 9-12 ноября 2004); 8-м региональном совещании Европейского Колледжа по нейропсихофармакологии (8th ECNP Regional Meeting. Moscow, April 14-16, 2005); 8-м Международном Конгрессе по биологической психиатрии (8th World Congress of Biological Psychiatry, WFSBP, Vienna, June 28th-July 3rd 2005); конференции «Нейроспецифические метаболиты и энзимологические основы деятельности ЦНС» (Пенза, 25-27 сентября 2006); Российской научно-практической конференции с международным участием «Хронические болевые синдромы» (Новосибирск, 23-25 мая 2007); XХ Съезде
Физиологического общества им. И.П. Павлова (Москва, 4-8 июня 2007); XIV Всемирном Конгрессе по психиатрии (XIV World Congress of Psychiatry, Prague, 13-14 ноября 2008); 6-м Международном Конгрессе по патофизиологии (6th International Congress of Pathophysiology "Gene-environment interaction in health and disease", Montreal, 22-25th September, 2010); 1-й, 2-й и 4-й Международной междисциплинарной конференции «Современные проблемы системной регуляции физиологических функций» (Safaga, 1-4 июня 2010; Бодрум, 22-29 июня 2012; Москва, 17-18 сентября 2015); 5-ой Международной конференции «Биологические основы индивидуальной чувствительности к психотропным средствам» (Москва, 1-4 июня 2010); 24-м, 27-м и 29-м Конгрессе Европейского Колледжа по нейропсихофармакологии (ECNP Congress 24th Paris, 3-7 Sept. 2011; 27th Berlin, 2014; 29th Viene, 2016); 3-м Международном семинаре по методам оценки поведения (3rd International Seminar on Behavioral Methods, Szczyrk, September 18-20, 2014).
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 403 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, 6 глав собственных исследований c обсуждением полученных результатов, заключения, выводов, списка использованной литературы, включающего 867 источников, в том числе 102 на русском и 765 на английском языках. Работа иллюстрирована 51 рисунком и 44 таблицами.
Анатомические и нейрохимические основы тревожных расстройств
Вследствие физиологической разнородности и различной представленности симптомов депрессии в структуре заболевания до сих пор не выявлено однозначных биологических маркеров для депрессивно-подобных состояний. В значительной части работ развитие депрессивных состояний рассматривается с точки зрения нарушения нейронной активности в ряде взаимосвязанных структур мозга, образующих специфические нейронные контуры и вовлеченных в регуляцию настроения и стресс-ответа.
К числу таких структур относятся лимбические отделы мозга – миндалина (М), гиппокамп (ГПК), вентральный стриатум (вСТР), прилежащее ядро (ПрЯ), корковые зоны – префронтальная, орбитофронтальная и островковая кора (ПФК, ОФК, ОК), передняя поясная извилина (ППИ), а также ядра таламуса (Тал), гипоталамуса (ГТал) и ствола мозга (Phillips et al., 2003; Maletic et al., 2007). Наибольший вклад в развитие аффективных расстройств вносит медиальная ПФК (мПФК), которая получает обширные проекции от М и других лимбических структур (Kondo et al., 2005). Эфференты направляются в структуры, контролирующие висцеральные компоненты эмоций – ГТал и центральное серое вещество (ЦСВ). Выявлены множественные внутрикорковые связи мПФК с ППИ, энторинальной корой и парагиппокампальной извилиной. Ни одна из областей данного нейронного контура не связана непосредственно с сенсорной модальностью (Raichle et al., 2001). С точки зрения расстройств настроения, чрезмерная активация этой системы может вызывать хроническое чувство тревоги, которое часто сопровождает депрессивные расстройства (Price, Drevets, 2010, 2012).
Как и другие области коры, ПФК имеет реципрокные связи с Тал, образуя таламо-кортикальный нейронный контур. Кроме того, Тал получает глутаматергические проекции из М и ГАМКергические прекции из СТР, причем тормозные и возбуждающие терминали оканчиваются на одних и тех же дендритах (Kondo et al., 2005; Calzavara et al., 2007). В свою очередь, сигналы в СТР передаются от ПФК (кортико-стриато-паллидо-таламическая петля) и М. Взаимодействие антагонистических входов в Тал модулирует функционирование таламо-кортикального нейронного контура и определяет смену паттернов поведения, связанных с настроением, оценкой значимости сигналов и ассоциациями между стимулом и «вознаграждением». В ПФК и СТР имеются обширные контакты с паравентрикулярным ядром Тал, которое, в свою очередь, получает информацию от М, ГТал и ЦСВ (Hsu, Price, 2009) и имеет отношение к стрессовой реакции (Bhatnagar et al., 2002).
Нарушения в нейронных контурах, связанных с депрессивными симптомами, могут иметь функциональную природу, обусловленную нейропластическими перестройками, или вызываются гибелью нервных клеток в определенных участках ЦНС. Исследования структур мозга пациентов с расстройствами настроения методами нейровизуализации выявили изменения в объеме серого вещества в ППИ (Koo et al., 2008), ПФК и ОФК (Drevets, Price, 2008), ГПК (Neumeister et al., 2005; обзор Kempton et al., 2011; Schmaal et al., 2016), М (Savitz et al., 2010), СТР и ПрЯ (Baumann et al., 1999). Даже в стадии ремиссии у пациентов с рецидивирующей депрессией объем серого вещества снижен по сравнению с контрольной группой здоровых добровольцев (Neumeister et al., 2005). Степень и распространенность морфологических аномалий зависит от возраста манифестации болезни, клинической картины, генетической предрасположенности (Drevets, Priece, 2008).
Клинически дизрегуляция в нейронных сетях проявляется позитивными (витальная тоска, идеи малоценности, соматовегетативные расстройства) и негативными (апатия, агедония и анергия) симптомами депрессии (Смулевич, 2003). Главными аффективными составляющими синдрома считаются агедония и гипотимия: снижение способности переживать положительные эмоции радости и удовольствия при преобладании на определенном отрезке времени тревожного, тоскливого (типично для эндогенных депрессий) или апатического аффекта (Вертоградова и соавт., 2012; Алфимова, Мельникова. 2012). Согласно DSM-V, агедония является основным диагностическим критерием депрессии и определяется как потеря удовольствия от ранее приятной деятельности (от еды, прикосновений, общения и т.д.) или потеря интереса/мотивации в достижении результатов деятельности (обзор Bourke et al., 2010). Считается, что дефицит способности испытывать положительные эмоции и недостаточность в работе систем внутреннего вознаграждения, снижающая мотивацию, имеют разный генез (рис. 2) (Treadway et al., 2016; Barch, Dowd, 2010; Salamone et al., 2007, 2012; Berridge, Kringelbach, 2008).
Приподнятый крестообразный лабиринт (ПКЛ)
ПЭП вовлечена в регуляцию многих физиологических функций через фермент-субстратное взаимодействие. Она участвует в расщеплении опиоидного пептида геморфина-7 (Brandt et al., 2005) и может влиять на болевые реакции и снижать эйфорию при физической активности (по Гомазков, 2004). ПЭП вовлечена в регуляцию кровяного давления путем гидролиза ангиотензина I и II (Welches et al., 1993). В ряде работ показано, что ПЭП играет важную роль в нейрогенезе. В мозге новорожденных мышат наблюдали увеличение ПЭП-активности, которая, начиная с 10-го дня после рождения, постепенно снижалась в течение эксперимента (2 мес). (Dauch et al., 1993).
Аналогичные результаты получены на культуре нейронов коры головного мозга крыс: максимальная активность наблюдалась в первые дни культивирования в период активного роста клеток, с последующим 5-кратным снижением (Szappanos et al., 1994). Недавнее исследование на ПЭП-дефицитных нокаутных мышах показало, что отсутствие ПЭП вызывает снижение синаптической плотности дендритных шипиков в области СА1 ГПК, сокращение долговременной потенциации и нарушение пространственного обучения и памяти (D Agostino et al., 2013). Однако есть и противоположные данные: ингибирование ПЭП способствует выживанию в культуре гранулярных клеток мозжечка (Кatsube et al., 1999). Субстратом ПЭП является также пептид, блокирующий апоптоз – гуманин, поэтому ингибирование ПЭП может иметь нейропротекторный эффект (Bar et al., 2006). Ингибиторы ПЭП Z-Pro-prolinal и JTP-4819 снижают оксидативный стресс, вызванный 6-OHDA, в культуре фибробластов обезьян, предотвращая транслокацию гена gapdh или блокируя образование реактивных форм кислорода. Интересно, что более мощный ингибитор ПЭП не блокирует процесс транслокации (Puttonen et al., 2006). По-видимому, разные классы ингибиторов ПЭП могут иметь дополнительные мишени в организме, что проявляется в спектре их действия; с другой стороны, ингибиторы с разным механизмом действия могут неодинаково модулировать активность фермента за счет конформационных изменений молекулы (Lambeir, 2011; Mannisto et al., 2007).
Нарушение регуляции ПЭП (снижение активности по сравнению со здоровыми людьми) и ее субстратов может быть составляющей расстройств пищевого поведения: у пациентов с анорексией установлена положительная корреляция между уровнем сывороточной ПЭП и индексом массы тела, а у пациентов с булимией - между уровнем ПЭП и продолжительностью болезни (Maes et al., 2001). Изменение активности ПЭП в сыворотке и плазме крови наблюдали у больных с аффективными расстройствами и у пaциентoв с симптомами депрессии и тревоги, развивающимися на фоне длительной иммунотерапии при инфекционных и oнкoлогических заболеваниях (Maes et al., 1991-2007). При отсутствии признаков эмоционально-мотивационных нарушений в процессе лечения интерфероном- у больных с почечной карциномой активность ПЭП в крови не изменялась (van Gool et al., 2008). На здоровых добровольцах показано, что активность ПЭП в крови повышалась при развитии стресс-индуцированной тревожности (Maes et al., 1998, 2000). У пациентов, страдающих шизофренией и биполярным расстройством, активность ПЭП повышена в стадии мании (Maes et al., 1995, 1996). Антидепрессант флуоксетин и антиманиакальный препарат вальпроат натрия нормализовали активность ПЭП. На основании этих данных высказана гипотеза о том, что снижение активности ПЭП в плазме крови связано с механизмами БДР, а увеличение – с развитием психотических состояний.
Участие ПЭП процессах регуляции настроения, памяти и обучения может опосредоваться путем расщепления нейропептидных субстратов (см. табл. 4), многие из которых вовлечены в патогенез тревоги и депрессии (см. обзор Garca-Horsman et al., 2011). Новые данные свидетельствуют о функциях ПЭП, не зависящих от ее гидролитической активности: регуляция секреции белка, агрегация -синуклеина, пролиферация/дифференциация клеток, синаптическая нейропередача. Подчеркивается роль ПЭП в процессинге и деградации биоактивных пептидов внутри клетки и в межклеточной среде. Заключительный этап образования нейропептидов происходит в синаптических везикулах, а распад большинства этих пептидов – в синаптической щели. Методами иммуноцитохимии, конфокальной лазерной сканирующей электронной микроскопии, а также c помощью функциональных тестов показана локализация ПЭП в таких клеточных компартментах как перинуклеарное пространство, микротрубочки цитоскелета, синаптические контакты, и исследована ее роль во внутриклеточных механизмах транспорта и секреции белков (Morawski et al., 2011). ПЭП также обнаружена в ядрах нейронов на ранних стадиях развития и дифференцировки, что указывает на еще неизвестные функции ПЭП в регуляции экспрессии генов в ходе нейрогенеза (Garca-Horsman et al., 2011). Присутствие ПЭП в ГАМКергических, холинергических и глутаматергических нейронах Тал и коры мозга, может свидетельствовать о ее участии в регуляции функций таламо-кортикальной нейронной сети (Peltonen et al., 2011). Ингибирование ПЭП влияет на функции нейротрансмиттеров (Jalkanen et al., 2014), а лиганды рецепторов нейромедиаторов могут изменять активность ПЭП (Arif et al., 2007).
Модель «ДепрессияБоль»: особенности развития МФТП-индуцированного депрессивно-подобного состояния у крыс с предварительной перерезкой седалищного нерва
При развитии боли на фоне выраженного депрессивно-подобного состояния (схема «Депрессия+Боль») признаки депрессии поведения и болевая симптоматика были более выраженными и проявлялись у большего числа животных с исходно низким тревожно-фобическим уровнем по сравнению с исходно тревожными животными.
При моделировании депрессивного синдрома на фоне развивающегося болевого синдрома (схема «БольДепрессия») выраженность признаков депрессивности в поведении по интегральному показателю практически не зависела от исходного уровня тревожности. Однако по отдельным показателям более существенные изменения отмечали у крыс с исходно низким уровнем тревожности (меньшая скорость восстановления поведенческой активности, усиление депрессивной симптоматики по показателю снижения потребления жидкости в период отмены МФТП). Интересно, что у «Т-НБСМФТП» животных по сравнению с «НТ-НБСМФТП» выраженность депрессивно-подобного поведения по интегральной оценке была относительно невысокой (см. табл. 9), хотя различие между этими группами не было статистически значимым. При моделировании по схеме «БольДепрессия» мы не наблюдали ролонгирования депрессивного состояния у деафферентированных крыс, как это было показано при моделировании по схеме «Депрессия+Боль».
Развитие депрессивно-подобного состояния на фоне развивающейся боли не сопровождалось утяжелением болевой симптоматики у низкотревожных крыс по показателям величины аутотомии (в отличие от схемы «Депрессия+Боль»). Отметим, что у исходно тревожных крыс выраженность аутотомии не увеличивалась при использовании обеих схем моделирования депрессивно-болевого синдрома. Несмотря на отсутствие различий в выраженности аутотомии у крыс с разным исходным уровнем тревожности в процессе развития депрессивного синдрома на фоне деафферентации конечности, мы обнаружили нарастание аутотомии у низкотревожных крыс опытных и контрольных групп в более ранние сроки (1-2 недели после перерезки нерва), чем у тревожных особей (4-5 недель после деафферентации).
Кроме того, у контрольных животных с низким уровнем тревожности частота встречаемости аутотомии была выше, чем у высокотревожных крыс (соответственно 90 и 50%). Таким образом, в наших экспериментах была выявлена качественная зависимость степени выраженности НБС от исходного уровня тревожности.
Развитие хронической боли, как правило, сопровождается изменением болевой чувствительности, измеряемой по ПБР на аверсивные стимулы (Lee et al., 2011; Rebbeck et al., 2015). При моделировании только НБС повышение болевой чувствительности в процессе развития хронической боли более выражено у животных с исходно низким тревожно-фобическим уровнем. При моделировании по схеме «Депрессия+Боль» снижение ПБР наблюдали только у крыс с депрессивно-болевым синдромом, не разделенных по уровню тревожности, но не в контроле. Характер изменения ПБР при моделировании по схеме «БольДепрессия» сходен с паттерном снижения ПБР в процессе развития НБС. Устойчивое снижение ПБР после перерезки нерва наблюдали только в группах «НТ-НБСМФТП» и «НТ-НБСФР». Причем снижение ПБР опережало рост тревожности в обеих группах. В группе «НТ-НБСМФТП» снижение ПБР опережало нарастание аутотомии, что свидетельствует в пользу представлений об отсутствии прямой взаимосвязи между болевыми ощущениями и болевой чувствительностью (Cao et al., 2015; Lautenbacher et al., 1999). У животных контрольной группы «НТ-НБСФР» увеличение аутотомии и снижение ПБР наблюдались практически одновременно на протяжении всего обследования (см. рис. 8, 9). В этой группе выявлена парадоксальная, на первый взгляд, положительная взаимосвязь между уровнем аутотомии и величиной ПБР. Можно предположить, что у низкотревожных крыс с выраженной аутотомией бльшая величина ПБР является адаптивным ответом, проявляющимся в относительно менее выраженном увеличении болевой чувствительности.
Утяжеление протекания изучаемых нами нейропатологических синдромов у низкотревожных крыс может опосредоваться механизмами разного уровня организации нейронных сетей, вовлеченных в реализацию как боли, так и депрессивно-подобных состояний: экспрессией или подавлением генов, вовлеченных в патогенез таких расстройств (Kabbaj, Akil, 2001), особенностями функционирования нейромедиаторных систем и систем регуляторных пептидов (Dauge et al., 1992; Noseda et al., 2014), специфическим взаимодействием структур мозга, опосредующих эмоционально-мотивационное поведение.
На основе полученных данных мы предположили, что развитие депрессивного, болевого и депрессивно-болевых синдромов у крыс связано с формированием специфических для каждого состояния нейронных контуров, включающих эмоциогенные и мотивациогенные структуры. Функционирование таких патологических систем должно неизбежно отражаться в изменении электрической активности мозга.
Модeль смeшанного трeвожно-дeпрeссивного состояния, вызванного нeонатальным дeйствиeм ситаглиптина: влияниe диазeпама
После отмены препаратов (рис. 20) в группе «МФТП» во всех изученных структурах мощность 61-диапазона частот ЭА восстанавливалась до фоновых значений. В СТР на ранних сроках отмены МФТП (первая-вторая недели) мощность 51-диапазона оставалась сниженной, а мощность - и 1 -диапазонов - повышенной по сравнению с фоновыми значениями показателей; на поздних сроках отмены МФТП (третья-четвертая недели) наблюдали нормализацию мощности ЭА 51- и p1-диапазонов в СТР. Однако мощность -диапазона частот ЭА в этой структуре оставалась выше фоновых значений (см. рис. 20). Помимо этого на поздних сроках отмены МФТП в СТР возрастала по сравнению с фоном мощность 2-диапазона частот ЭА. Снижение мощности 2-диапазона по сравнению с пиковым значением показателя (восстановление до фоновых значений) отмечали в течение всего периода отмены МФТП.
Сходный со СТР паттерн изменения ЭА после отмены препаратов наблюдали во ФК: на ранних сроках восстановительного периода, помимо возвращения к фоновым значениям мощности 1-диапазона чатот ЭА, сохранялась сниженная 1- и повышенная 1-активность по сравнению с фоном. Через три-четыре недели после отмены МФТП мощность этих диапазонов нормализовалась. Мощность 2-диапазона снижалась по сравнению с пиковыми значениями течение всего периода отмены МФТП. В ПрЯ после отмены МФТП (одна неделя) продолжалось снижение мощности 1- диапазона частот ЭА и нарастала мощность -диапазона по сравнению с фоном. На поздних стадиях отмены МФТП мощность ЭА этих частотных диапазонов нормализовалась.
После отмены ФР (см. рис. 20) в в группе «ФР» в СТР, ФК, М и ПрЯ мощность 2-диапазона не отличалась от фоновых значений. Только в ГПК 2-активность оставалась сниженной по сравнению с фоном на протяжении всего восстановительного периода. Кроме того, на поздних сроках отмены препарата в ГПК повышалась мощность 52-диапазона. Во ФК 1-активность по сравнению с фоном оставлась повышенной на ранних сроках восстановительного переиода и снижалась на поздних сроках отмены ФР.
Изменение относительной спектральной мощности электрической активности структур мозга крыс после отмены препаратов: светлые столбики - фон; серые - 1 неделя введения препаратов (формирование депрессивного синдрома в группе «МФТП»); черные - 2 недели введения препаратов (максимальная выраженность депрессии поведения); далее - еженедельное тестирование после отмены препаратов. По оси абсцисс - диапазоны ЭА: дельта 1 (81) - 0 - 2 Гц; дельта 2 (52) - 2,1 - 4 Гц; тета 1 (01) - 4,1 - 6 Гц, тета 2 (02) - 6,1 - 8 Гц, альфа (а) - 8,1 - 13 Гц, бета 1 (pi) - 13,1 - 20 Гц) и бета 2 (Р2) - 20,1 - 32 Гц. По оси ординат -относительная спектральная мощность указанных диапазонов частот (%). СТР -стриатум; ФК - фронтальная кора; ГПК - гиппокамп; М - миндалина; ПрЯ-прилежащее ядро. Стандартные ошибки средних значений на рисунке не приведены для облегчения восприятия данных. Repeated measures ANOVA: Группа «МФТП»: для 91-диапазона в СТР F(6, 30)=2,447 р=0,048; во ФК F(6, 30)=3,157 р=0,016; в М F(6, 30)=2,281 р=0,0622; мощность для 51-диапазона в СТР F(6, 30)=2,507 р=0,044; ПрЯ F(6, 30)=4,706 р=0,002; для а-диапазона в СТР F(6, 30)=4,803 р=0,002; в ГПК F(6, 30)=2,529 р=0,039; для рі-диапазона в СТР F(6, 30)=2,536 р=0,042; ФК F(6, 30)=2,427 р=0,049; для 52-диапазона в СТР F(6, 30)=2,770 р=0,029; для р2-диапазона в СТР F(6, 30)=2,527 р=0,041; ФК F(6, 30)=2,621 р=0,037; ГПК F(6, 30)=2,201 р=0,071. Группа «ФР»: для а-диапазона в СТР F(4, 24)=4,533 р=0,007; в М F(6, 30)=3,364 р=0,025; для 02-диапазона в ГПК F(4, 24)=4,524, р=0,007; для 52-диапазона в ГПК F(4, 24)=5,895 р=0,002. Newman-Keuls test: р 0,05 по сравнению #с фоновыми значениями; +со значениями на пике выраженности депрессии поведения. Данные приведены по меньшему числу животных (по 7 животных в опытной и контрольной группах), чем на рис. 18, т.к. для некоторых животных не удалось проследить изменения ЭЭГ на протяжении всего периода наблюдения.
Для выявления паттерна сдвигов ЭА на пике развития депрессии поведения и в восстановительный период мы проанализировали изменения относительной спектральной мощности ЭА структур мозга на трех временных интервалах: период введения препаратов (третье тестирование по сравнению с «фоновым»); ранний период отмены препаратов, за который постепенно исчезают признаки депрессивности в поведении животных (пятое тестирование по сравнению с третьим, 2 недели отмены препаратов) и поздний период отмены препаратов, когда поведение животных полностью восстановлено (седьмое тестирование по сравнению с третьим; 4 недели отмены препаратов) (рис. 21, А, Б, В).
На пике развития депрессии поведения (см. рис. 21, А) в группе «МФТП» выявлено генерализованное снижение мощности 1-диапазона частот ЭА, снижение мощности 1-диапазона в СТР и ФК, повышение -активности в СТР. На этом сроке наблюдения в группе «ФР» наблюдали генерализованное снижение мощности 2-диапазона частот ЭА. В СТР, ФК и ПрЯ возрастала мощность -диапазонов частот ЭА.
Через 2 недели после отмены МФТП (рис. 21, Б) в опытной группе увеличивалась мощность медленноволновых - и -диапазонов частот, и снижалась мощность ЭА 2-диапазона во всех изученных структурах по сравнению со значениями на пике развития депрессии поведения. В контрольной группе после отмены ФР возрастала мощность ЭА 1-диапазона в СТР и ПрЯ; 2-диапазона в ГПК; 1-диапазона в М; снижалась мощность 2-диапазона в ГПК и М.
Через 4 недели отмены МФТП (рис. 21, В) в опытной группе направленность изменений ЭА – возрастание медленноволновых и снижение быстроволновых диапазонов по сравнению со значениями показателей на пике поведенческой депрессии – сохранялась. В контрольной группе на поздних сроках отмены ФР отмечено возрастание мощности -диапазона во всех исследованных структурах и мощности 2-диапазона частот ЭА в ГПК и ПрЯ.